JP2003142386A - 基板温調装置および基板温調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬入されてくるウェハ等の基板に対して、高
速且つ正確に温度調整を行う。 【解決手段】 基板を制御目標温度に近づけることによ
り、ある最終目標管理温度になるように基板の温度調整
を行う基板温調装置において、基板の温度を考慮して制
御目標温度を可変的に変更する。最終目標管理温度が、
ある最終目標温度を含む特定の温度範囲である場合、基
板の最終目標管理温度の範囲内で最終目標温度からの温
度偏差が最大且つ基板の温度と制御目標温度の温度差が
最大となるように制御目標温度を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイス等の
デバイス製造の際に、ウェハなどの基板をある一定温度
にするように温度管理を行う基板温調装置および基板の
温度を管理温度にする基板温調方法、並びに該基板温調
装置を用いたデバイス製造装置、デバイス製造システ
ム、半導体製造工場および露光装置の保守方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に半導体デバイスは複数の処理をウ
ェハに施すことにより製造されており、各々の処理にお
いて、各々の処理に適する温度に温度管理された状態で
処理が行われている。しかしながら、装置の処理温度は
それぞれの異なるため、各々の処理装置および搬送中に
ウェハの温度を管理する必要性が出てきている。

【０００３】特に半導体露光装置において、ウェハに不
均一な熱分布があるとウェハに熱ひずみが発生し、いく
ら投影光学系の解像力が良くても所望の線幅に露光でき
ない、重ねあわせの精度が上がらないといった問題点が
出てくるので、ウェハの温度管理を行わなくてはいけな
い。

【０００４】そこで従来のウェハ温調の方法として、搬
入されてくるウェハの温度に対して、ウェハ温調装置の
温度を一定温度に管理し、ウェハを一定時間だけウェハ
温調装置上に載置することによりウェハの温度管理を行
っている。

【０００５】また実際にウェハの温度をモニタし、ウェ
ハの温度がある一定の範囲内に入った段階でウェハの温
調を終了させ、ウェハの温度管理を行う方法もある。そ
れにより半導体ウェハの面内に生ずる温度差を低減させ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の温
調手段のように、ウェハ温調装置をＰＩＤ制御によりあ
る目標温度に制御して、基板をある一定の温調時間だけ
ウェハ温調装置上に載置することによりウェハを温調す
る方法では、ウェハの温度が目標温度に近づいたときに
ウェハ温調装置とウェハの温度差が小さくなってしまう
ので、ウェハの温度が目標温度に達するまでに時間がか
かってしまう。またウェハの温度が目標温度に近づいた
ときに高速に温調を行うためにＰＩＤ制御のゲインを大
きくすると、目標温度に対するオーバーシュートが大き
くなり温度の安定性が失われる。

【０００７】また、ウェハの温度をモニターしウェハの
温度がある一定の温度範囲内に入った段階でウェハの温
調を終了させる方法でも同様の問題が生じてくる。ウェ
ハの温度が目標温度に近づいたときにウェハ温調装置と
ウェハの温度差が小さくなってしまうので、ウェハの温
度が目標温度に達するまでに時間がかかってしまう。ま
た同様にＰＩＤ制御のゲインを大きくすると、目標温度
に対するオーバーシュートが大きくなり温度の安定性が
失われる。

【０００８】上記のような課題を解決するため、本発明
の目的は、搬入されてくるウェハ等の基板に対して、高
速且つ正確に温度調整を行うことができる基板温調装
置、基板温調方法、露光装置、デバイス製造方法、半導
体製造工場および露光装置の保守方法を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、例えば、ＰＩＤ制御により、基板を制御
目標温度に近づけ、ある最終目標管理温度になるように
基板の温度調整を行う基板温調装置において、基板の温
度を考慮して制御目標温度を可変的に変更する目標温度
変更手段を有することを特徴とする。

【００１０】また、本発明の基板温調方法は、上記本発
明の基板温調装置を用いて、ＰＩＤ制御等により、基板
を制御目標温度に近づけ、ある最終目標管理温度になる
ように基板の温度調整を行うものであり、温度調整を行
う位置に基板を搬入する工程と、搬入時の基板の温度を
計測または予測する工程と、この計測または予測した基
板の温度を考慮して制御目標温度を可変的に変更する目
標温度変更工程を有することを特徴とする。

【００１１】ここで、最終目標管理温度とは、通常、あ
る最終目標温度を中心として含む特定の温度範囲を意味
するものである。また、目標温度変更手段は、好ましく
は、基板の温度と制御目標温度の温度差が大きくなるよ
うに制御目標温度を、最終目標温度から変更し、基板の
最終目標管理温度の範囲内で、最終目標温度からの温度
偏差が最大となるように、制御目標温度を設定する。ま
た、基板の温度は、例えば、基板温調装置に取り付けら
れた計測手段により計測したものでも、基板が搬送され
てきた条件（前処理の温度条件、搬送時間等）により推
測したものでも良い。

【００１２】また、本発明のデバイス製造装置は、上記
本発明の基板温調装置と、該基板温調装置により温度調
整した基板に原版のパターンを露光する露光装置を有す
ることを特徴とする。

【００１３】また、本発明のデバイス製造システムは、
半導体製造工場に設置された上記本発明のデバイス製造
装置を含む製造装置群と、該製造装置群を接続するロー
カルエリアネットワークと、ローカルエリアネットワー
クおよび半導体製造工場外の外部ネットワークの間で、
製造装置群の少なくとも１台に関する情報をデータ通信
する手段とを有することを特徴とする。これにより、製
造装置群を用いて複数のプロセスによって半導体デバイ
スを製造することができ、その際、製造装置群のベンダ
またはユーザが提供するデータベースに外部ネットワー
クを介してアクセスしてデータ通信によって製造装置群
の保守情報を得る、または半導体製造工場とは別の半導
体製造工場との間で外部ネットワークを介してデータ通
信して生産管理を行うことも可能となる。

【００１４】また、本発明の半導体製造工場は、上記本
発明の基板温調装置と、該基板温調装置により温度調整
した基板に原版のパターンを露光する露光装置含む各種
プロセス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するロ
ーカルエリアネットワークと、該ローカルエリアネット
ワークから工場外の外部ネットワークにアクセス可能に
するゲートウェイを有し、製造装置群の少なくとも１台
に関する情報をデータ通信することを可能にしたもので
ある。

【００１５】また、本発明の保守方法は、半導体製造工
場に設置された上記本発明の基板温調装置の保守方法で
あって、基板温調装置のベンダもしくはユーザが、半導
体製造工場の外部ネットワークに接続された保守データ
ベースを提供する工程と、半導体製造工場内から外部ネ
ットワークを介して保守データベースへのアクセスを許
可する工程と、保守データベースに蓄積される保守情報
を外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信す
る工程とを有することを特徴とする。

【００１６】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。 ＜実施例１＞図１は、本発明の実施例１に係る基板温調
装置を含んだ半導体デバイスの製造装置の概略の側面図
を示す。

【００１７】本実施例１に係る半導体製造工程における
ウェハ３の流れは以下のようになっている。前処理半導
体製造装置５により処理されたウェハ３は、前処理半導
体製造装置５内の搬送ロボット６により半導体製造装置
１内に搬送される。半導体製造装置１内に搬送されたウ
ェハ３は、基板温調装置２に直接搬送されるか、または
図示されていない半導体製造装置１内の搬送ロボットに
より基板温調装置２に搬送され、基板温調装置２により
温度管理される。基板温調装置２で温度管理されたウェ
ハ３は図示していない搬送ロボットにより処理部４内に
供給され、ウェハ３の処理が処理部４内で行われる。

【００１８】上記のような半導体製造工程において、基
板温調装置２は、半導体製造装置１内に搬入されてくる
ウェハ３を、半導体製造装置１内の処理部４がウェハ３
に対して処理を行うのに適した温度Ｔ０℃（基板の最終
目標管理温度の範囲Ｔｗｍ〜−Ｔｗｍ）になるように冷
却または加熱し、ウェハ３の温度管理を行う。

【００１９】図２は、半導体製造装置１内の基板温調装
置２の側面図を示す。本実施例において、図２のよう
に、基板温調装置２は、温調プレート設置台１３上に設
けられた温調部７により、搬入されてくるウェハ３の温
度管理を行っている。この温調部７は三層構造になって
おり、一番上の層にプレート８、真ん中の層にペルチェ
９、一番下の層に放熱層１０が構成されている。

【００２０】また、基板温調装置２には３ピン駆動部１
５が設けられており、３本ピン１２を支持している３ピ
ン支持台１６を、リニアガイド１７でガイドしながらボ
ールネジ１８をモータ１９で回転させることにより上下
させ、これにより温調部７および温調プレート設置台１
３を貫通している３本ピン１２を上下動させることがで
きる。図示されていない基板搬送装置により３本ピン１
２上に搬入されたウェハ３を、この３本ピン上下動駆動
により３本ピン１２を温調部７より下方に下降させるこ
とで、温調部７上に載置し、また温調の終了したウェハ
３を、温調部７より下方に待機している３本ピン１２を
上昇させることにより、先ほど記述した基板搬送装置の
搬送位置まで運ぶことができる。

【００２１】本実施例では、３本ピン１２を温調部７よ
り下方に下降させて温調部７上にウェハ３を載置してウ
ェハ３の温調を行っているが、３本ピン１２を温調部７
より下方に下降させず、微少な隙間でウェハ３が温調部
７上に保持されるように３本ピン１２を駆動させてウェ
ハ３の温調を行ってもよい。また本実施例では３ピン駆
動部１５にボールネジ駆動方式を採用しているが、３ピ
ン駆動部の駆動方式は、３本ピンを上下駆動させること
のできる駆動方式ならば如何なる方式でも良く、エアシ
リンダ駆動方式、カム駆動方式等の駆動方式でも良い。

【００２２】温調部７の温度制御方法としては、プレー
ト８上の温度が一定の目標温度になるように、温度セン
サ１１の出力温度が目標温度になるようにペルチェ層に
組み込まれているペルチェ９に流す電流値をＰＩＤ制御
などによって制御を行う方法が挙げられる。またペルチ
ェ９のプレート８に接している反対方向（下方）に放熱
層１０を設け、この放熱層１０内に組み込まれている放
熱管１４内に流されている流体により、ペルチェ９より
下方に排出される熱を温調部７外に排出する。また、ペ
ルチェ層の上にプレート８を配置することにより、ペル
チェ９がペルチェ層にまばらに配置されたことによる熱
分布をなくす事ができる。このことにより温調部７はペ
ルチェ層に流す電流値を制御することにより、プレート
８面上を一定温度で、且つ均一な温度に制御することが
できる。

【００２３】温調部７のウェハ３の温調方法は、以下の
ようになる。まず、上述のように図示されていない基板
搬送装置により３本ピン１２上に搬入されたウェハ３
を、３本ピン１２を下降させることにより、温調部７の
プレート８上に載置する。このときウェハ３をプレート
８に面接触させてもよいが、プレート８上に微少なピン
を配置してウェハ３とプレート８の間に微少なギャップ
が生じるようにしてもよいし、またはプレート８上にプ
ロキシミティボールを設けてプロキシミティボールによ
りウェハ３を支持して、ウェハ３とプレート８の間に微
少なギャップが生じるようにしてもよい。

【００２４】ウェハ３がプレート８上に載置されること
により、ウェハ３の熱量Ｑは徐々にプレート８に伝わり
プレート８の温度を上昇させる。プレート８の中には温
度センサ１１が埋め込まれており、プレート８の温度上
昇に伴い温度センサ１１の温度も上昇する。このプレー
ト８の温度上昇に伴う温度センサ１１の温度上昇に対し
て、温度センサ１１の温度が一定になるようにペルチェ
９に流す電流値をＰＩＤ制御して、ペルチェ９がプレー
ト８の熱を奪っていくことにより、プレート８ごとウェ
ハ３の温度を目標温度に収束させていく。

【００２５】図３は、基板温調装置２の温度目標値を処
理部４の処理最適温度Ｔ０に設定したときの搬入されて
きたウェハ３の温度変化を表している。このグラフは横
軸が時間（ｔ）、縦軸が温度（Ｔ）となっており、横軸
のｔ＝０のところが温調部７上にウェハ３を載置した瞬
間となっている。縦軸のＴ０はウェハ３の目標温度とな
っており、搬入されてきたウェハ３の温度をＴｗ１（Ｔ
ｗ１＞Ｔ０）とし、最適温度Ｔ０近辺の温度（−Ｔｗｍ
〜Ｔｗｍ）を最終目標管理温度範囲とする。ウェハ３が
プレート８に載置されて後、ウェハ３の熱がプレート８
に徐々に移り、ウェハ３の温度がプレート８の温度に近
づいてくると、プレート８とウェハ３の間で移動する熱
量が少なくなるのでウェハ３の温度変化は鈍くなってく
る。よって、ウェハ３が最終目標管理温度の範囲以内
（Ｔｗｍ度以下）になるまでの時間はｔ＝ｔｍ秒かかっ
てしまう。

【００２６】ところで、基板温調装置２に搬入されてく
るウェハ３の温度Ｔｗ１は、前処理半導体製造装置５の
処理温度、および前処理半導体製造装置５内の環境温
度、および前処理半導体製造装置５内でのウェハ３の搬
送時間、によって一意的に推測される。そこで、本実施
例では、推測されたウェハ３の温度Ｔｗ１が基板温調装
置２の温調目標温度Ｔ０より高ければ、基板温調装置２
の目標温度Ｔ０を最終目標管理温度範囲の下限値である
−Ｔｗｍ度に変更する。

【００２７】図４は、推測された搬入時ウェハ温度Ｔｗ
１（Ｔｗ１＞Ｔ０）から基板温調装置２の温度目標値を
−Ｔｗｍ度に変更したときの、搬入されてきたウェハ３
の温度変化を表している。このグラフも図３と同様に横
軸が時間、縦軸が温度となっており、横軸のｔ＝０のと
ころが温調部７上にウェハ３を載置した瞬間となってい
る。ウェハ３がプレート８に載置されて後、ウェハ３の
熱がプレート８に徐々に移り、ウェハ３の温度が目標温
度Ｔ０に近づいてきた時に、プレート８の温度目標値は
−Ｔｗｍ度となっているので、プレート８の温度目標値
がＴ０度のときよりもウェハ３とプレート８の温度差は
大きいので、ウェハ３とプレート８間で積極的に熱移動
が行われる。ウェハ３が最終目標管理温度の範囲内（Ｔ
ｗｍ度以下）になるまでの時間は目標温度がＴ０の時よ
りも短い時間ｔ＝ｔｍ’秒となる。

【００２８】一方、ウェハ温度Ｔｗ２（＜Ｔ０）のウェ
ハ３がプレート８上に載置されたときのウェハ３の温度
変化は図５または図６のようになっていて、ウェハ３の
温度がＴｗ１（＞Ｔ０）のときと同様なことがいえる。

【００２９】図５は、基板温調装置２の温度目標値を処
理部４の処理最適温度Ｔ０に設定したときの搬入されて
きたウェハ３の温度変化を表している。このグラフも横
軸が時間、縦軸が温度となっており、横軸のｔ＝０のと
ころが温調部７上にウェハ３を載置した瞬間となってい
る。図３と同様にウェハ３の温度がプレート８の温度に
近づいてくると、ウェハ３の温度変化は鈍くなってく
る。よってウェハ３が最終目標管理温度の範囲内（−Ｔ
ｗｍ度以上）になるまでの時間はｔ＝ｔｎ秒かかってし
まう。

【００３０】基板温調装置２に搬入されてくるウェハ３
の温度Ｔｗ１は、前処理半導体製造装置５の処理温度、
および前処理半導体製造装置５内の環境温度、および前
処理半導体製造装置５内でのウェハ３の搬送時間、によ
って一意的に同様に推測され、推測されたウェハ３の温
度Ｔｗ２が基板温調装置２の温調目標温度Ｔ０より低け
れば、基板温調装置２の目標温度Ｔ０を最終目標管理温
度範囲の上限値であるＴｗｍ度に変更する。そのときの
ウェハ３の温度変化は図６のようになっており、ウェハ
３がプレート８に載置されて後、ウェハ３の温度が目標
温度Ｔ０に近づいてきた時に、プレート８の温度目標値
がはＴｗｍ度となっていて、Ｔ０度の時よりもウェハ３
とプレート８の温度差は大きいので、ウェハ３が最終目
標管理温度範囲内（−Ｔｗｍ度以上）になるまでの時間
は目標温度がＴ０の時よりも短い時間ｔ＝ｔｎ’秒とな
る。

【００３１】このように前処理半導体製造装置５の処理
温度、ウェハ待機時間、環境温度により推定された温度
調整すべきウェハ３の温度から、基板温調装置２の目標
温度をウェハ３との温度差が大きくなるように変更する
と、基板温調装置２の目標温度を変更しないときよりも
高速にウェハ３の温度管理を行うことができる。

【００３２】＜実施例２＞図７は、本発明の実施例２に
係る基板温調装置を含んだ半導体製造装置の概略の側面
図を示す。本実施例２の半導体製造工程におけるウェハ
３の流れは以下のようになっている。図示していない前
処理半導体製造装置によって処理を行われたウェハ３は
搬送空間２０内でウェハ搬送用カセット２１内に収納さ
れ、ウェハ搬送用カセット２１内に収納されたまま半導
体製造装置１まで運ばれる。今回の実施例におけるウェ
ハ搬送用カセット２１は、密閉型のカセット、開放型の
カセットのどちらでもよく、またカセットに限らず一枚
収納の容器、もしくはハンドキャリーのどの方法でも良
い。ウェハ搬送用カセット２１内のウェハ３は、図示し
ていない半導体製造装置１内の搬送ロボットにより半導
体製造装置１内へと搬入される。半導体製造装置１内に
搬送されたウェハ３は、図示していない半導体製造装置
１内の搬送ロボットにより基板温調装置２まで搬送さ
れ、基板温調装置２により温度管理される。基板温調装
置２で温度管理されたウェハ３は図示していない搬送ロ
ボットにより処理部４内に供給され、ウェハ３の処理が
処理部４内で行われる。

【００３３】上記のような半導体製造工程において、基
板温調装置２は、ウェハ搬送用カセット２１から半導体
製造装置１内に搬入されてくるウェハ３を、半導体製造
装置１内の処理部４がウェハ３に対して処理を行うのに
適した温度Ｔ０℃（基板の最終目標管理温度の範囲Ｔｗ
ｍ〜−Ｔｗｍ）になるようにウェハ３の温度管理を行
う。

【００３４】基板温調装置２に搬入されてくるウェハ３
が温度Ｔｗ１（Ｔｗ１＞Ｔ０）であるときの、基板温調
装置２でのウェハ温度管理実行時のウェハ温度変化は、
本実施例２においても、実施例１と同様のことがいえ
る。基板温調装置２の温度目標値を処理部４の処理最適
温度Ｔ０に設定したときの搬入されてきたウェハ３の温
度変化は、図３のようになり、ウェハ３が最終目標管理
温度範囲内（Ｔｗｍ度以下）になるまでの時間はｔ＝ｔ
ｍ秒かかってしまう。

【００３５】基板温調装置２に搬入されてくるウェハ３
の温度Ｔｗ１は、ウェハ搬送用カセット２１内のウェハ
３に対して行われた前処理における処理温度、ウェハ搬
送用カセット２１が運ばれてきた搬送空間２０の環境温
度、ウェハ搬送用カセット２１の搬送空間２０内の搬送
時間、によって一意的に推測され、推測されたウェハ３
の温度Ｔｗ１が基板温調装置２の温調目標温度Ｔ０より
高ければ、基板温調装置２の目標温度Ｔ０を最終目標管
理温度範囲の下限値である−Ｔｗｍ度に変更する。その
ときのウェハ３の温度変化は実施例１の図４と同様であ
り、目標温度をＴ０に設定したときのウェハ温度管理時
間ｔ＝ｔｍよりも短い時間、ｔ＝ｔｍ’秒でウェハ３の
温度管理を行うことができる。

【００３６】また基板温調装置２に搬入されてくるウェ
ハ３が温度Ｔｗ２（Ｔｗ２＜Ｔ０）であるときの、基板
温調装置２でのウェハ温度管理実行時のウェハ温度変化
も、実施例２は実施例１と同様である。基板温調装置２
に搬入時のウェハ温度Ｔｗ２は、ウェハ搬送用カセット
２１内のウェハ３に対して行われた前処理における処理
温度、ウェハ搬送用カセット２１が運ばれてきた搬送空
間２０の環境温度、ウェハ搬送用カセット２１の搬送空
間２０内の搬送時間、によって一意的に推測され、推測
されたウェハ３の温度Ｔｗ２が基板温調装置２の温調目
標温度Ｔ０より低ければ、基板温調装置２の目標温度Ｔ
０を最終目標管理温度範囲の上限値であるＴｗｍ度に変
更する。基板温調装置２の目標温度をＴｗｍ度に変更す
ると、ウェハ３とプレート８の温度差を大きくすること
ができるので、目標温度をＴ０に設定したときのウェハ
温度管理時間ｔ＝ｔｎよりも短い時間、ｔ＝ｔｎ’秒で
ウェハ３の温度管理を行うことができる。

【００３７】このように実施例１と同様に実施例２にお
いても、ウェハ搬送用カセット２１内のウェハ３に対し
て行われた前処理における処理温度、ウェハ搬送用カセ
ット２１が運ばれてきた搬送空間２０の環境温度、ウェ
ハ搬送用カセット２１の搬送空間２０内の搬送時間、に
より推定された温調すべきウェハ３の温度から、基板温
調装置２の目標温度をウェハ３との温度差が大きくなる
ように変更すると、基板温調装置２の目標温度を変更し
ないときよりも高速にウェハ３の温度管理を行うことが
できる。

【００３８】上記実施例では、ペルチェ方式による冷却
方法を提案したが、冷却方法はこれに限らず、プレート
とウェハを面接触もしくはピン接触、またはプロキシミ
ティボールによるギャップ管理等、プレートとウェハを
微小ギャップにより近接することにより、ウェハの熱を
プレートに伝えて、プレートごとウェハの温調を行う方
法、例えばプレート内に冷却水を流す方法などでもよ
い。

【００３９】また上記実施例では、温度センサとしてプ
レート制御用の温度センサを用いていたが、プレート制
御用の温度センサとは別に専用の温度センサを設けても
よい。専用の温度センサをプレート内の熱的不感帯に設
けることにより、より大きくプレートの温度変化を計測
することができるので、より正確にウェハの温調を行う
ことができる。

【００４０】＜半導体生産システムの実施例＞次に、半
導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パ
ネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の
生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に
設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナン
ス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、
製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行う
ものである。

【００４１】図８は全体システムをある角度から切り出
して表現したものである。図中、１０１は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダー（装置供給メーカー）
の事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工
場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例え
ば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッ
チング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装
置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査
装置等）を想定している。事業所１０１内には、製造装
置の保守データベースを提供するホスト管理システム１
０８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結
んでイントラネットを構築するローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム１
０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット１０５に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。

【００４２】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザーとしての半導体製造メーカーの製造工場である。製
造工場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカーに属す
る工場であっても良いし、同一のメーカーに属する工場
（例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっ
ても良い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の
製造装置１０６と、それらを結んでイントラネットを構
築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１
と、各製造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置と
してホスト管理システム１０７とが設けられている。各
工場１０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１
０７は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワ
ークであるインターネット１０５に接続するためのゲー
トウェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１か
らインターネット１０５を介してベンダー１０１側のホ
スト管理システム１０８にアクセスが可能となり、ホス
ト管理システム１０８のセキュリティ機能によって限ら
れたユーザーだけがアクセスが許可となっている。具体
的には、インターネット１０５を介して、各製造装置１
０６の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブ
ルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダー側
に通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、
トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソ
フトウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ
情報などの保守情報をベンダー側から受け取ることがで
きる。各工場１０２〜１０４とベンダー１０１との間の
データ通信および各工場内のＬＡＮ１１１でのデータ通
信には、インターネットで一般的に使用されている通信
プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工場
外の外部ネットワークとしてインターネットを利用する
代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリテ
ィの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用す
ることもできる。また、ホスト管理システムはベンダー
が提供するものに限らずユーザーがデータベースを構築
して外部ネットワーク上に置き、ユーザーの複数の工場
から該データベースへのアクセスを許可するようにして
もよい。

【００４３】さて、図９は本実施形態の全体システムを
図８とは別の角度から切り出して表現した概念図であ
る。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユー
ザー工場と、該製造装置のベンダーの管理システムとを
外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介
して各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情
報をデータ通信するものであった。これに対し本例は、
複数のベンダーの製造装置を備えた工場と、該複数の製
造装置のそれぞれのベンダーの管理システムとを工場外
の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報
をデータ通信するものである。図中、２０１は製造装置
ユーザー（半導体デバイス製造メーカー）の製造工場で
あり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造装
置、ここでは例として露光装置２０２、レジスト処理装
置２０３、成膜処理装置２０４が導入されている。なお
図９では製造工場２０１は１つだけ描いているが、実際
は複数の工場が同様にネットワーク化されている。工場
内の各装置はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネット
を構成し、ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼
動管理がされている。一方、露光装置メーカー２１０、
レジスト処理装置メーカー２２０、成膜装置メーカー２
３０などベンダー（装置供給メーカー）の各事業所に
は、それぞれ供給した機器の遠隔保守を行なうためのホ
スト管理システム２１１，２２１，２３１を備え、これ
らは上述したように保守データベースと外部ネットワー
クのゲートウェイを備える。ユーザーの製造工場内の各
装置を管理するホスト管理システム２０５と、各装置の
ベンダーの管理システム２１１，２２１，２３１とは、
外部ネットワーク２００であるインターネットもしくは
専用線ネットワークによって接続されている。このシス
テムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のどれ
かにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止して
しまうが、トラブルが起きた機器のベンダーからインタ
ーネット２００を介した遠隔保守を受けることで迅速な
対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えること
ができる。

【００４４】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェ
ースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メ
モリやハードディスク、あるいはネットワークファイル
サーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフ
トウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例
えば図１０に一例を示す様な画面のユーザーインターフ
ェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置
を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装
置の機種（４０１）、シリアルナンバー（４０２）、ト
ラブルの件名（４０３）、発生日（４０４）、緊急度
（４０５）、症状（４０６）、対処法（４０７）、経過
（４０８）等の情報を画面上の入力項目に入力する。入
力された情報はインターネットを介して保守データベー
スに送信され、その結果の適切な保守情報が保守データ
ベースから返信されディスプレイ上に提示される。また
ウェブブラウザが提供するユーザーインターフェースは
さらに図示のごとくハイパーリンク機能（４１０〜４１
２）を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報に
アクセスしたり、ベンダーが提供するソフトウェアライ
ブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフト
ウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する
操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができ
る。

【００４５】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１１は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路
パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ
３（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハ
を製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と
呼ばれ、上記用意したマスクとウェハを用いて、リソグ
ラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ
４によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化す
る工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンデ
ィング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立
て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作
製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テス
ト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイ
スが完成し、これを出荷（ステップ７）する。前工程と
後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場
毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなさ
れる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インタ
ーネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や
装置保守のための情報がデータ通信される。

【００４６】図１２は上記ウェハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウェハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウェハ表面に絶
縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウェハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウェハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウェハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによって、ウェハ上
に多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製
造装置では、上記説明した遠隔保守システムによって各
製造装置の保守がなされているので、トラブルを未然に
防ぐと共に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可
能で、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させ
ることができる。

【００４７】以上のように、上記実施例によれば、ウェ
ハの搬送されてきた空間温度や搬送時間等のウェハの搬
送されてきた空間条件によりウェハの温度を推定して、
基板温調装置の目標温度をウェハの温度との温度差が大
きくなるように変更するので、温調すべきウェハの温度
にばらつきがあっても、高速にまた確実にウェハの温調
を行うことができるので、装置全体の処理能力を向上さ
せることができる。また確実に温調されたウェハに対し
て処理を行うことができるので、より精度の高い基板の
処理を行うことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板温調装置に搬入されてくる、ウェハ等の基板に対し
て、高速且つ正確に温度調整を行うことが可能となる。

【００４９】また、本発明の基板温調装置を用いて半導
体デバイス等のデバイスを製造すると、高速且つ正確に
温度調整を行うことができるため、デバイス製造工程全
体の処理能力を向上させることができ、さらに確実に温
度調整された基板に対して露光等の処理を行うことがで
きるので、より精度の高い基板の処理を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１に係る基板温調装置を含んだ半導体
デバイス製造システムの概略側面図を示す。

【図２】 実施例１および２に係る基板温調装置の側面
図を示す。

【図３】 基板温調装置の目標温度Ｔ０の時に、ウェハ
温度Ｔｗ１度（Ｔｗ１＞Ｔ０）のウェハがプレート上に
載置されたときのウェハの温度変化を表したグラフであ
る。

【図４】 実施例１および２に係る基板温調装置の目標
温度−Ｔｗｍの時に、ウェハ温度Ｔｗ１度（Ｔｗ１＞Ｔ
０）のウェハがプレート上に載置されたときのウェハの
温度変化を表したグラフである。

【図５】 基板温調装置の目標温度Ｔ０の時に、ウェハ
温度Ｔｗ２度（Ｔｗ２＜Ｔ０）のウェハがプレート上に
載置されたときのウェハの温度変化を表したグラフであ
る。

【図６】 実施例１および２に係る基板温調装置の目標
温度Ｔｗｍの時に、ウェハ温度Ｔｗ２度（Ｔｗ２＜Ｔ
０）のウェハがプレート上に載置されたときのウェハの
温度変化を表したグラフである。

【図７】 実施例２に係る基板温調装置を含んだ半導体
デバイス製造システムの概略図の側面図を示す。

【図８】 半導体デバイスの生産システムをある角度か
ら見た概念図。

【図９】 半導体デバイスの生産システムを別の角度か
ら見た概念図。

【図１０】 ユーザーインターフェースの具体例。

【図１１】 デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図。

【図１２】 ウエハプロセスを説明する図。

【符号の説明】

１：半導体製造装置、２：基板温調装置、３：ウェハ、
４：処理部、５：前処理半導体製造装置、６：搬送ロボ
ット、７：温調部、８：プレート、９：ペルチェ、１
０：放熱層、１１：温度センサ、１２：３本ピン、１
３：温調プレート設置台、１４：放熱管、１５：３ピン
駆動部、１６：３ピン支持台、１７：リニアガイド、１
８：ボールネジ、１９：モータ、２０：搬送空間、２
１：ウェハ搬送用カセット。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K058 AA72 AA82 AA88 BA00 5F046 AA28 KA04 KA10 5H323 AA40 BB04 CA06 CB12 DA01 EE06 EE11 EE13 FF04 FF10 HH02 KK05 LL01 LL02 LL23 LL28 MM06

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を制御目標温度に近づけることによ
   り、ある最終目標管理温度になるように前記基板の温度
   調整を行う基板温調装置において、前記基板の温度を考
   慮して前記制御目標温度を可変的に変更する目標温度変
   更手段を有することを特徴とする基板温調装置。
2. 【請求項２】 前記最終目標管理温度は、ある最終目標
   温度を含む特定の温度範囲であることを特徴とする請求
   項１に記載の基板温調装置。
3. 【請求項３】 前記目標温度変更手段は、前記基板の温
   度と前記制御目標温度の温度差が大きくなるように前記
   制御目標温度を、前記最終目標温度から変更することを
   特徴とする請求項１または２に記載の基板温調装置。
4. 【請求項４】 前記目標温度変更手段は、前記基板の前
   記最終目標管理温度の範囲内で、前記最終目標温度から
   の温度偏差が最大となるように、前記制御目標温度を設
   定することを特徴とする請求項３に記載の基板温調装
   置。
5. 【請求項５】 前記目標温度変更手段は、前記基板の温
   度を計測し、計測した基板の温度に基づいて前記制御目
   標温度を可変的に変更するものであることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板温調装置。
6. 【請求項６】 前記基板が搬送されてきた条件により、
   基板の温度を推測し、推測した基板の温度に対して基板
   温調装置の制御目標温度を可変的に変更するものである
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
   基板温調装置。
7. 【請求項７】 前記基板の温度調整を、ＰＩＤ制御によ
   り前記制御目標温度に近づける手段を更に有することを
   特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板温
   調装置。
8. 【請求項８】 基板を制御目標温度に近づけることによ
   り、ある最終目標管理温度になるように前記基板の温度
   調整を行う際に、 前記温度調整を行う位置に前記基板を搬入する工程と、 前記搬入時の前記基板の温度を計測または予測する工程
   と、 この計測または予測した前記基板の温度を考慮して前記
   制御目標温度を可変的に変更する目標温度変更工程を有
   することを特徴とする基板温調方法。
9. 【請求項９】 前記最終目標管理温度は、ある最終目標
   温度を中心とした特定の温度範囲を含むものであり、 前記目標温度変更工程は、前記基板の温度と前記制御目
   標温度との温度差が最大となり、前記最終目標管理温度
   の範囲内となるように、前記制御目標温度を設定するも
   のであることを特徴とする請求項８に記載の基板温調方
   法。
10. 【請求項１０】 前記基板の温度調整を、ＰＩＤ制御に
    より前記制御目標温度に近づけることを特徴とする請求
    項８または９に記載の基板温調方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜７に記載の基板温調装置
    と、該基板温調装置により温度調整した基板に原版のパ
    ターンを露光する露光装置とを有することを特徴とする
    デバイス製造装置。
12. 【請求項１２】 半導体製造工場に設置された請求項１
    １に記載のデバイス製造装置を含む製造装置群と、該製
    造装置群を接続するローカルエリアネットワークと、前
    記ローカルエリアネットワークおよび前記半導体製造工
    場外の外部ネットワークの間で、前記製造装置群の少な
    くとも１台に関する情報をデータ通信する手段とを有す
    ることを特徴とするデバイス製造システム。
13. 【請求項１３】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の
    基板温調装置と、該基板温調装置により温度調整した基
    板に原版のパターンを露光する露光装置含む各種プロセ
    ス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するローカル
    エリアネットワークと、該ローカルエリアネットワーク
    から工場外の外部ネットワークにアクセス可能にするゲ
    ートウェイを有し、前記製造装置群の少なくとも１台に
    関する情報をデータ通信することを可能にした半導体製
    造工場。
14. 【請求項１４】 半導体製造工場に設置された請求項１
    〜７に記載の基板温調装置の保守方法であって、前記基
    板温調装置のベンダまたはユーザが、半導体製造工場の
    外部ネットワークに接続された保守データベースを提供
    する工程と、前記半導体製造工場内から前記外部ネット
    ワークを介して前記保守データベースへのアクセスを許
    可する工程と、前記保守データベースに蓄積される保守
    情報を前記外部ネットワークを介して半導体製造工場側
    に送信する工程とを有することを特徴とする基板温調装
    置の保守方法。